基于ARM7 LPC2148便携式抄表器的设计

自动抄表系统（automatic meter reading system，amrs）是一种不需要人员到达现场就能完成抄读用户用电量的智能化管理系统，近年来，这一技术在国内外应运而生，而发展非常迅速，他的最终目的是自动、集中、定时地抄录各用户的用电量，这对于提高电力部门的管理水平和经济效益有着十分重要的意义。 在自动抄表系统中，除了使用rs485总线、电力线载波或电话线进行数据通讯外，有些时候需要工作人员到现场进行数据采集，便携式抄表器作为十分便捷的现场抄表工具，是自动抄表系统数据采集手段的一个十分有效的补充，有着十分广阔的市场前景。1 智能电表抄表系统简介智能电表抄表系统的基本结构如图1所示，智能电表通过采集器连接到集中器上，集中器每隔一定的时间（具体时间可以设置）对电表采集一次数据，并保存到集中器中的存储器里，集中器通过电力线载波或者电话线可以直接将采集到的数据上传给系统主机，便携式抄表器的主要任务是用自己的指令解释并运行上位机所编的程序，现场采集集中器或者智能电表的数据，更新数据库中的内容，通过抄表器上的usb接口可以将数据传输给计算机由计算机进行处理、存档。从而实现电表到计算机的数据自动采集、传输、处理、打印等工作，免去了大量的手工劳动，极大地提高了劳动效率。便携式抄表器作为现场数据采集的必要工具。他有键盘输入，可以手动查询、更新数据库中的数据；大屏幕lcd点阵显示，良好的人机对话界面；512 kb flash ram，用于存放系统配置文件、程序及数据库文件；1个rs 232接口，一个usb接口，1个红外转发器，实现与智能电表、集中器的有线或红外通讯。rs 232和红外接口完成对每个电表的数据采集工作，并可通过该接口对集中器或智能电表进行设置、修改。usb接口完成同计算机的通讯，可以将抄表器中的数据传送给计算机，也可以接收计算机下传的程序文件及其他系统配置文件。2 基于arm7 lpc2148便携式抄表器的硬件设计

lpc2148是philip公司推出的基于arm7 tdmi内核的精简指令系统的32位高速处理器。他的工作电压为3.3 v，内核工作电压仅为2.5 v，大大降低了芯片的功耗。他主要带有32 kb+8 kb与usb dma共用的片内静态ram和512 kb的片内flashi程序存储器。128位宽度接口／加速器可实现高达60 mhz工作频率。可外扩eprom，sdram，flash，ram，usb，lcd；通过片内boot装载程序实现在系统编程／在应用编程(isp／iap)。单个flash扇区或整片擦除时间为400 ms。256字节编程时间为1 ms；6路pwm调制输出，可用于控制蜂鸣器输出不同声音，提示系统各类信息；usb 2.o全速设备控制器具有2 kb终端ram。此外，lpc2148提供8 kb的片内ram，可通过dma访问usb；14路10位a／d转换器，可用于系统电池检测；低功耗实时时钟(rtc)具有独立的电源和特定的32 khz时钟输入，可用于纪录抄表时间；多个串行接口，包括2个uart(16c550)、2个高速i2c总线(400 kb／s)、spi和具有缓冲作用和数据长度可变功能的ssp；2种低功耗模式：空闲和掉电。根据需要设置不同的工作方式，可以降低系统功耗。

便携式抄表器以plc2148控制单元为核心，主要由电源供给电路、红外通信电路、键盘显示电路、数据存储电路、rs 232接口电路、usb 2.o计算机接口电路和能源控制电路等部分组成，其硬件结构如图2所示。考虑到便携式抄表器的低功耗、经济高效、性能稳定、接口电路简单和自动化程度高等特点，因此，选择合适的电路芯片至关重要。2.1 rs 232接口电路

rs 232串口电路，采用maxim公司的max3111e串行异步收发器，硬件上无需任何其他外围器件，使用一个芯片即可实现uart接口的微控器与pc进行异步数据传输。同时其3.3 v供电性能更是适合低功耗设备的应用。

考虑到抄表工作人员会随时到现场进行对集中器的数据读取和参数设置，而集中器一般都带有rs 232接口，故在抄表器中设计rs232接口电路是必须的，因lpc2148的2个uart口已经被占用，所以考虑采用spi接口，通用pc机的rs232接口为通用异步接口uart，而spi则为同步串行协议，所以必须考虑同步与异步之间的数据格式转换，本系统中采用max3111e串行异步收发器来实现，其接口电路如图3所示。lpc2148的mosi1与din连接作为发